JPH03284128A - 高調波抑制装置の制御方法 - Google Patents
高調波抑制装置の制御方法Info
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- JPH03284128A JPH03284128A JP2080265A JP8026590A JPH03284128A JP H03284128 A JPH03284128 A JP H03284128A JP 2080265 A JP2080265 A JP 2080265A JP 8026590 A JP8026590 A JP 8026590A JP H03284128 A JPH03284128 A JP H03284128A
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- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 15
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は系統連系に必要な基本波電圧を上位系統から変
圧器を介して供給し、高調波補償電圧のみを発生させる
方式の電力用アクティブフィルタにおいて、広範囲の周
波数領域で反共振等の高調波拡大現象を抑制することを
目的とした制御方式％式％ ［従来の技術］ 電力系統の高調波対策として用いられる高調波抑制用の
フィルタとして、第４図に示すような構成を有するもの
を特願平１−１９７４３８号で提案した。
圧器を介して供給し、高調波補償電圧のみを発生させる
方式の電力用アクティブフィルタにおいて、広範囲の周
波数領域で反共振等の高調波拡大現象を抑制することを
目的とした制御方式％式％ ［従来の技術］ 電力系統の高調波対策として用いられる高調波抑制用の
フィルタとして、第４図に示すような構成を有するもの
を特願平１−１９７４３８号で提案した。
図において、３巻線変圧器５は受電変圧器であり、１次
（電鯨）側巻数と２次（負荷）側巻線、３次側巻線の比
はｎ：１：１としている。
（電鯨）側巻数と２次（負荷）側巻線、３次側巻線の比
はｎ：１：１としている。
電源４に接続された３巻線変圧器５の２次側を介して母
線６が設置され、この母線６に接続されている高調波発
生負荷１に対して、例えば３次、５次に同調したＬ−Ｃ
フィルタ群２が接続される。また、３巻線変圧器５の３
次側をアクティブフィルタ３を形成するインバータ１２
の結合変圧器８の巻線一端と接続し、該巻線他端を母線
６に接続して、２次巻線両端側と３次巻線側を結ぶ。
線６が設置され、この母線６に接続されている高調波発
生負荷１に対して、例えば３次、５次に同調したＬ−Ｃ
フィルタ群２が接続される。また、３巻線変圧器５の３
次側をアクティブフィルタ３を形成するインバータ１２
の結合変圧器８の巻線一端と接続し、該巻線他端を母線
６に接続して、２次巻線両端側と３次巻線側を結ぶ。
また、高調波発生負荷１から発生し、Ｌ−Ｃフィルタ群
２によって吸収できなかった高調波電流を検出するＣＴ
ａが母線６に結合され、高調波電流検出器１０で、抑制
の対象となる高調波電流が取り出され、制御回路１１で
インバータ制御信号が形成され、３巻線変圧器の２次巻
線に流入する高調波電流を打ち消す方向で補償する電流
をインバータ１２が発生する。
２によって吸収できなかった高調波電流を検出するＣＴ
ａが母線６に結合され、高調波電流検出器１０で、抑制
の対象となる高調波電流が取り出され、制御回路１１で
インバータ制御信号が形成され、３巻線変圧器の２次巻
線に流入する高調波電流を打ち消す方向で補償する電流
をインバータ１２が発生する。
この構成で、電源４から３巻線変圧器５の３次側を介し
て基本波電圧Ｖ。を供給し、インバータ１２はこの電圧
Ｖ。の上に所要のＶｎを結合変圧器８を介して重畳させ
、系統母線６に連系できることになる。
て基本波電圧Ｖ。を供給し、インバータ１２はこの電圧
Ｖ。の上に所要のＶｎを結合変圧器８を介して重畳させ
、系統母線６に連系できることになる。
実際には母線６の電圧Ｖ。と三次巻線の作るＶ。の若干
の差を補正する補正用基本波電圧をもインバータ１２は
発生させる必要がある。
の差を補正する補正用基本波電圧をもインバータ１２は
発生させる必要がある。
この構成によりインバータの容量を小さくすることがで
き、例えば高調波発生負荷１がサイクロコンバータであ
ったり、変圧器の投入等で２次に近い周波数における反
共振による高調波拡大現象も抑制することができる。補
償動作中、インバータによる補償電流は電源４に流れる
が、電源４は上位系統にあるため小さな値となり、事実
上回等の影響を生じない。
き、例えば高調波発生負荷１がサイクロコンバータであ
ったり、変圧器の投入等で２次に近い周波数における反
共振による高調波拡大現象も抑制することができる。補
償動作中、インバータによる補償電流は電源４に流れる
が、電源４は上位系統にあるため小さな値となり、事実
上回等の影響を生じない。
［発明が解決しようとする課題］
上述のように原理的には高調波発生負荷で発生する高調
波による、特定衣の反共振等の拡大現象を抑制すること
が出来るが、この場合、等価的には変圧器のインピーダ
ンスを短絡した場合と同一となり、反共振周波数が高い
方へ移動する結果となる。よって、その新たな反共振周
波数の高調波電流が負荷より流出すると、その周波数で
の高調波拡大現象は抑制出来ない問題点があった。
波による、特定衣の反共振等の拡大現象を抑制すること
が出来るが、この場合、等価的には変圧器のインピーダ
ンスを短絡した場合と同一となり、反共振周波数が高い
方へ移動する結果となる。よって、その新たな反共振周
波数の高調波電流が負荷より流出すると、その周波数で
の高調波拡大現象は抑制出来ない問題点があった。
［課題を解決するための手段］
本発明は電力用アクティブフィルタにおいて、広範囲の
周波数領域で生じる高調波拡大現象を抑制するため、負
荷電流から高調波電流を検出し、その信号を積分十比例
回路を通してインバータ電流指令信号とする制御方式に
ある。
周波数領域で生じる高調波拡大現象を抑制するため、負
荷電流から高調波電流を検出し、その信号を積分十比例
回路を通してインバータ電流指令信号とする制御方式に
ある。
以下にその詳細を説明する。まず、ここで高調波拡大現
象を生じる理由を説明する。第４図の回路を等価的に表
わしてみると第１図のとおりである。高調波発生負荷で
あるサイクロコンバータ（以下ＣＧと略す）は、比較的
高％インピーダンスの受電トランスＴｒを介して系統に
接続されている。また、アクティブフィルタ（以下ＡＦ
と略す）を流れる高調波電流１ａｆは受電Ｔｒと並列に
電源側と接続された形で表わされる。
象を生じる理由を説明する。第４図の回路を等価的に表
わしてみると第１図のとおりである。高調波発生負荷で
あるサイクロコンバータ（以下ＣＧと略す）は、比較的
高％インピーダンスの受電トランスＴｒを介して系統に
接続されている。また、アクティブフィルタ（以下ＡＦ
と略す）を流れる高調波電流１ａｆは受電Ｔｒと並列に
電源側と接続された形で表わされる。
ＣＧはサイリスタをスイッチ素子として用いていること
から、遅相無効電力を発生する。よって力率改善のため
、受電Ｔｒより負荷側に進相コンデンサＣを設けている
。
から、遅相無効電力を発生する。よって力率改善のため
、受電Ｔｒより負荷側に進相コンデンサＣを設けている
。
ＣＣは、出力周波数に対応して、電源側に低次の高調波
電流を流出するが、ＡＦがない状態では、受電Ｔｒを含
めた電源側のインダクタンスと、進相コンデンサのキャ
パシタンスにより高調波拡大現象を生じる。
電流を流出するが、ＡＦがない状態では、受電Ｔｒを含
めた電源側のインダクタンスと、進相コンデンサのキャ
パシタンスにより高調波拡大現象を生じる。
この現象に対応するためＡＦを第１図により説明したよ
うに導入するのであるが、すでに述べたようにＡＦの容
量を低減できる接続となっている。
うに導入するのであるが、すでに述べたようにＡＦの容
量を低減できる接続となっている。
次にＡＦを前述のように導入した場合について、電源へ
流出する高調波電流の抑制について説明する。
流出する高調波電流の抑制について説明する。
本方式の場合は、ＡＦに流れ込む電流は必ず電源に流出
することから、ＡＦによって高調波を吸収補償するので
はなく、電源への拡大流出を抑制補償することが、本発
明の目的である。
することから、ＡＦによって高調波を吸収補償するので
はなく、電源への拡大流出を抑制補償することが、本発
明の目的である。
ＡＦ自体は電流源として動作するが、上記の抑制効果を
持たすには、ＡＦも含めた電源側のインピーダンスがコ
ンデンサ群に対して高インピーダンスであるか、反共振
周波数においても高調波拡大現象を生じないインピーダ
ンスであるように見なせればよい。
持たすには、ＡＦも含めた電源側のインピーダンスがコ
ンデンサ群に対して高インピーダンスであるか、反共振
周波数においても高調波拡大現象を生じないインピーダ
ンスであるように見なせればよい。
そこで、第２図に示すように、ＡＦを任意のインピーダ
ンス特性素子Ｋ（Ｓ）と置き換えて考察する。
ンス特性素子Ｋ（Ｓ）と置き換えて考察する。
今、第１図において進相コンデンサＣの接続点Ａ点から
電源側のインピーダンスＺｓ（Ｓ）は、次式で与えられ
る。
電源側のインピーダンスＺｓ（Ｓ）は、次式で与えられ
る。
ＬｔＳ＋、Ｋ（Ｓ）
なお、Ｌｓは第１図の電源のインダクタンス、Ｌｔは受
電Ｔｒのインダクタンスである。
電Ｔｒのインダクタンスである。
一方、電源側への高調波電流の拡大流出を抑制するため
に、第３図に示すようなＬＣ振動回路に制動抵抗を付加
した回路が第１図の回路と等価になるように検討する。
に、第３図に示すようなＬＣ振動回路に制動抵抗を付加
した回路が第１図の回路と等価になるように検討する。
第３図より反共振が生じない電源インピーダンスＬａ、
Ｒａを任意に設定すると電源側のインピーダンスＺｓ
（Ｓ）は次式となる。
Ｒａを任意に設定すると電源側のインピーダンスＺｓ
（Ｓ）は次式となる。
Ｚｓ（Ｓ）＝ ＬａＳ＋ Ｒａ
（２）よって、（１）、 （２）式より が得られ、Ｋ（Ｓ）は次式として求まる。
（２）よって、（１）、 （２）式より が得られ、Ｋ（Ｓ）は次式として求まる。
また、Ｋ（Ｓ）が（４）式で与えられた場合、電源へ流
出する電流の高調波成分Ｉｓに対してＡＦの電流Ｉａｆ
は次式で与えられる。なお、Ｉｓは負荷電流から基本波
成分を除去した電流である。
出する電流の高調波成分Ｉｓに対してＡＦの電流Ｉａｆ
は次式で与えられる。なお、Ｉｓは負荷電流から基本波
成分を除去した電流である。
ｔＳ
Ｌｔｓ＋ Ｋ（Ｓ）
ｔＳ
Ｇ（Ｓ）・Ｉｓ
ｔＳ
Ｇ（Ｓ）は伝達関数である。
（５）式を時間領域の信号になおすと、これにより、電
源へ流出する負荷電流から高調波成分Ｉｓ（または第１
図中のＩｄ）を検出し、その信号を、比例十積分、すな
わち ンバータ電流指令信号とすることにより、ＡＦ電流Ｉａ
ｆを流し、電源側に流出する高調波電流を抑制できる。
源へ流出する負荷電流から高調波成分Ｉｓ（または第１
図中のＩｄ）を検出し、その信号を、比例十積分、すな
わち ンバータ電流指令信号とすることにより、ＡＦ電流Ｉａ
ｆを流し、電源側に流出する高調波電流を抑制できる。
また、電源側に既存する高調電圧源の影響もＬａＮ Ｒ
ａの与え方によって任意の値に抑制することか可能とな
る。
ａの与え方によって任意の値に抑制することか可能とな
る。
第５図に補償特性グラフを示す。ＡＦが無い場合は、２
次あるいは３次近傍に反共振点が存在し、第２高調波が
負荷より発生すると、電源へ流入する同高調波電流は約
４倍に拡大する。それに対し、ＡＦを用いる場合は１〜
２次調波では最大的１．５倍程度拡大しているが、反共
振は充分抑制できている。
次あるいは３次近傍に反共振点が存在し、第２高調波が
負荷より発生すると、電源へ流入する同高調波電流は約
４倍に拡大する。それに対し、ＡＦを用いる場合は１〜
２次調波では最大的１．５倍程度拡大しているが、反共
振は充分抑制できている。
一方ＡＦ電流は、低次になる程拡大する傾向にあるが、
ＬＣフィルタとの役割分担等、良好な結果を示している
。
ＬＣフィルタとの役割分担等、良好な結果を示している
。
次に、負荷に第２高調波電流源が存在した場合、本発明
のＡＦ副制御用いた場合と用いない場合のシミュレーシ
ョン波形を第６図（イ）、（ロ）に示す。本発明のＡＦ
副制御用いない場合、電源へ流入する高調波電流が拡大
して、脈動を生じる不安定現象が見られる。一方、本発
明のＡＦ副制御用いた場合は、電源へ流入する電流、受
電点電圧ともに安定に抑制されることが明らかになった
。
のＡＦ副制御用いた場合と用いない場合のシミュレーシ
ョン波形を第６図（イ）、（ロ）に示す。本発明のＡＦ
副制御用いない場合、電源へ流入する高調波電流が拡大
して、脈動を生じる不安定現象が見られる。一方、本発
明のＡＦ副制御用いた場合は、電源へ流入する電流、受
電点電圧ともに安定に抑制されることが明らかになった
。
また電源に第２高調波電圧源が存在した場合、本発明の
ＡＦ副制御用いた場合と用いない場合のシミュレーショ
ン波形を第７図（イ）、（［＋）に示す。これによれば
、本発明のＡＦ副制御用いることによって、負荷に流入
する高調波電流は安定に抑制されることが明らかとなっ
た。
ＡＦ副制御用いた場合と用いない場合のシミュレーショ
ン波形を第７図（イ）、（［＋）に示す。これによれば
、本発明のＡＦ副制御用いることによって、負荷に流入
する高調波電流は安定に抑制されることが明らかとなっ
た。
［発明の効果コ
本発明は電力系統において負荷への受電用３巻線変圧器
の２次側（負荷側）と３次側の端子間を結ぶ結合変圧器
を介して高調波補正電流を発生する電力用アクティブフ
ィルタに対し、検出負荷高調波電流を伝達関数により、
振幅、位相変換した信号を与えることにより系統の高調
波拡大現象を抑制することができる。
の２次側（負荷側）と３次側の端子間を結ぶ結合変圧器
を介して高調波補正電流を発生する電力用アクティブフ
ィルタに対し、検出負荷高調波電流を伝達関数により、
振幅、位相変換した信号を与えることにより系統の高調
波拡大現象を抑制することができる。
また、本発明の制御に用いる伝達関数Ｇ（Ｓ）は積分、
比例形のため、負荷電流計測系等から入るノイズ等の影
響等を除去できる有利さがある。
比例形のため、負荷電流計測系等から入るノイズ等の影
響等を除去できる有利さがある。
第１図は本発明における系統とアクティブフィルタの主
回路接続図である。 第２図はアクティブフィルタの等価回路図である。 第３図はアクティブフィルタを用いた系統の第１図との
等価回路図である。 第４図は既提案の系統におけるアクティブフィルタ接続
図である。 第５図は本発明による高調波電流の補償特性の一例を示
す。 第６図（イ）、（０）は負荷に高調波電流源が存在する
場合に、本発明のＡＦ制御を用いたときの特性と用いな
いときの特性をそれぞれ示す。 第７図（イＬ （ｏ）は電源に高調波電圧源が存在する
場合に、本発明の入Ｆ制御を用いたときの特性と用いな
いときの特性をそれぞれ示す。 １・・・高周波発生負荷、２・・・ＬＣフィルタ群、３
・・・アクティブフィルタ、４・・・電源、５・・・３
巻線変圧器、６・・・母線、８・・・結合変圧器、９・
・・ＣＴ、 １０・・・高調波電流検出器、ＩＩ・・・
制御回路。
回路接続図である。 第２図はアクティブフィルタの等価回路図である。 第３図はアクティブフィルタを用いた系統の第１図との
等価回路図である。 第４図は既提案の系統におけるアクティブフィルタ接続
図である。 第５図は本発明による高調波電流の補償特性の一例を示
す。 第６図（イ）、（０）は負荷に高調波電流源が存在する
場合に、本発明のＡＦ制御を用いたときの特性と用いな
いときの特性をそれぞれ示す。 第７図（イＬ （ｏ）は電源に高調波電圧源が存在する
場合に、本発明の入Ｆ制御を用いたときの特性と用いな
いときの特性をそれぞれ示す。 １・・・高周波発生負荷、２・・・ＬＣフィルタ群、３
・・・アクティブフィルタ、４・・・電源、５・・・３
巻線変圧器、６・・・母線、８・・・結合変圧器、９・
・・ＣＴ、 １０・・・高調波電流検出器、ＩＩ・・・
制御回路。
Claims (1)
- （１）電力系統母線に連系して運用されるアクティブフ
ィルタの出力電圧のうち、系統母線連系に必要な基本波
電圧成分は該母線上の上位系統から変圧器を介して供給
し、アクティブフィルタよりは補正用基本波電圧及び高
調波電圧のみを発生する電力用アクティブフィルタにお
いて、広範囲の周波数領域で生じる高調波拡大現象を抑
制するために、負荷電流から高調波電流を検出し、該高
調波電流による信号を積分＋比例回路を通して前記アク
ティブフィルタを構成するインバータ電流指令信号とす
ることを特徴とする高調波抑制装置の制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2080265A JP2637601B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 高調波抑制装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2080265A JP2637601B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 高調波抑制装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03284128A true JPH03284128A (ja) | 1991-12-13 |
| JP2637601B2 JP2637601B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=13713478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2080265A Expired - Lifetime JP2637601B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 高調波抑制装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2637601B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018514170A (ja) * | 2015-03-25 | 2018-05-31 | サンパワー コーポレイション | コモンモード電圧低減のためのコンバータトポロジー |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63240327A (ja) * | 1986-06-26 | 1988-10-06 | 三菱電機株式会社 | 高調波抑制装置 |
| JPS6460228A (en) * | 1987-08-27 | 1989-03-07 | Nissin Electric Co Ltd | Series compensating type harmonic suppressor |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP2080265A patent/JP2637601B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63240327A (ja) * | 1986-06-26 | 1988-10-06 | 三菱電機株式会社 | 高調波抑制装置 |
| JPS6460228A (en) * | 1987-08-27 | 1989-03-07 | Nissin Electric Co Ltd | Series compensating type harmonic suppressor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018514170A (ja) * | 2015-03-25 | 2018-05-31 | サンパワー コーポレイション | コモンモード電圧低減のためのコンバータトポロジー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2637601B2 (ja) | 1997-08-06 |
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